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玻璃品種多,用途廣,除了常見(jiàn)常用的石英玻璃、鋼化玻璃以外,還有光學(xué)玻璃、變色玻璃、夾層玻璃等各種類(lèi)型。由于玻璃種類(lèi)豐富,想要挑選合適的類(lèi)型便更顯重要。為了能夠找到合適的玻璃制品,我們需要對各種玻璃有所了解,熟悉光學(xué)玻璃制造方法,明白普通玻璃的主要成分。
生產(chǎn)光學(xué)玻璃的原料是一些氧化物、氫氧化物、硝酸鹽和碳酸鹽,并根據配方的要求,引入磷酸鹽或氟化物。為了保證玻璃的透明度,必須嚴格控制著(zhù)色雜質(zhì)的含量,如鐵、鉻、銅、錳、鈷、鎳等。配料時(shí)要求準確稱(chēng)量、均勻混合。主要的生產(chǎn)過(guò)程是熔煉、成型、退火和檢驗。
①熔煉 有單坩堝間歇熔煉法和池窯(見(jiàn)窯)連續熔煉法。單坩堝熔煉法又可分為粘土坩堝熔煉法和鉑坩堝熔煉法。不論采用何種熔煉方式均需用攪拌器攪拌,并嚴格控制溫度和攪拌,使玻璃液達到高度均勻。粘土坩堝能熔煉絕大部分冕玻璃和火石玻璃,成本低,且在玻璃的熔化溫度超過(guò)鉑的使用溫度時(shí)采用。鉑坩堝可熔煉質(zhì)量較高、對粘土坩堝有嚴重侵蝕作用的玻璃,如重冕、重鋇火石、稀土玻璃和氟磷玻璃。鉑坩堝用電加熱,一般采用硅碳棒或硅鉬棒電爐。但制造析晶傾向大、要求迅速降溫以及對氣氛有一定要求的玻璃,則可采用高頻加熱。
60年代以來(lái),各國相繼采用內襯鉑的連續池窯熔煉,使光學(xué)玻璃的產(chǎn)量大大提高,質(zhì)量也好,這是目前光學(xué)玻璃生產(chǎn)工藝發(fā)展的主要趨勢。
②成型 光學(xué)玻璃的成型法有古典破堝法、滾壓法和澆注法,但目前越來(lái)越廣泛地采用漏料成型(用單坩堝或連熔流出料液),能直接拉棒或滴料壓型或漏料成型大尺寸的毛坯,提高料滴利用率和成品率。
③退火 為了更大限度地清理玻璃的內應力,提高光學(xué)均勻性,必須制定嚴格的退火制度,進(jìn)行準確退火。
④檢驗 測定的指標有:光學(xué)常數、光學(xué)均勻度、應力雙折射、條紋、氣泡等。
玻璃通常按主要成分分為氧化物玻璃和非氧化物玻璃.非氧化物玻璃品種和數量很少,主要有硫系玻璃和鹵化物玻璃.
氧化物玻璃又分為硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃等.硅酸鹽玻璃指基本成分為SiO2的玻璃,其品種多,用途廣.通常按玻璃中SiO2以及堿金屬、堿土金屬氧化物的不同含量,又分為:
1、石英玻璃.SiO2含量大于99.5%,熱膨脹系數低,耐高溫,化學(xué)穩定性好,透紫外光和紅外光,熔制溫度高、粘度大,成型較難.多用于半導體、電光源、光導通信、激光等技術(shù)和光學(xué)儀器中.
2、高硅氧玻璃.也稱(chēng)vycor玻璃,主要成分為SiO2含量約95%~98%,含少量B2O3和Na2O,其性質(zhì)與石英玻璃相似.
3、鉛硅酸鹽玻璃.主要成分有 SiO2 和 PbO ,具有獨特的高折射率和高體積電阻,與金屬有良好的浸潤性,可用于制造燈泡、真空管芯柱、晶質(zhì)玻璃器皿、火石光學(xué)玻璃等.含有大量 PbO的鉛玻璃能阻擋X射線(xiàn)和γ射線(xiàn).
4、鋁硅酸鹽玻璃.以 SiO2和Al2O3為主要成分,軟化變形溫度高,用于制作放電燈泡、高溫玻璃溫度計、化學(xué)燃燒管和玻璃纖維等.
5、硼硅酸鹽玻璃.以 SiO2和B2O3 為主要成分,具有良好的耐熱性和化學(xué)穩定性,用以制造烹飪器具、實(shí)驗室儀器、金屬焊封玻璃等.硼酸鹽玻璃以 B2O3為主要成分,熔融溫度低,可抵抗鈉蒸氣腐蝕.
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